[发明专利]一种光栅式立体显示子像素级立体图像合成方法

说明书

技术领域

本发明属于光栅式自由立体显示成像技术领域，特别涉及一种光栅式立体 显示子像素级立体图像合成方法。

技术背景

自由立体显示技术由于其不需要配戴立体眼镜就可以使观察者看到具有立 体显示效果的图像，近年来倍受众多研究者的关注。目前已经开发出了各种立 体显示的产品，其中有平板遮掩、条纹光栅、棱柱镜和全息显示等。与其它自 由立体显示技术相比，光栅式立体显示以其产品加工容易、立体效果好等优点， 发展迅速，成为自由立体显示技术的主要发展方向。

光栅式自由立体显示设备由在2D平面显示设备上加装光栅制成，可以分为 光栅前置式和光栅后置式两种，前置式光栅放置在显示屏和观察者之间，后置 式光栅放置在平面显示设备的背光源与显示屏之间。光栅又可分为几种，有狭 缝光栅，柱面透镜光栅和点阵式光栅，其中点阵式光栅应用较少。每种光栅都 是起到对显示设备发出的图像光线分光的作用，使对应的光束分别进入人的左 眼和右眼，利用人两眼视差，观察者可以看到虚幻的立体图像。狭缝光栅由一 条条不透明的黑色线条间隔透明线条构成，俗称黑光栅，显示设备的光线一部 分被狭缝光栅遮挡，造成亮度损失。柱面透镜光栅利用透镜对光的折射原理， 没有造成显示设备的亮度损失。

光栅式自由立体显示设备要想得到十分逼真的立体效果，只有光栅进行分光 是不够的，还要求原始2D图像来自成像物体的不同视点，一般对于N视点(N＞＝2) 的自由立体显示设备需要有N个不同视点的图像，N个视点在水平方向上有视差 偏移。对来自不同视点的2D图像的像素进行重新排列后在自由立体显示设备上 播放才会产生立体效果。

目前，在计算机上彩色图像都是由RGB(红、绿、蓝)三原色水平排列组成的 像素表示的。像素一般是方形的，因此，RGB每个子像素在显示平面上都是宽高 比为1∶3的小矩形。

观察者在不同的视点同时观看不同的两幅视点图像，视点的个数势必影响合 成的立体图像的分辨率。视点越多合成立体图像的分辨率越低。并且如果仅仅 在水平方向上平行排列各视点的图像必造成水平分辨率和垂直分辨率的失衡， 降低观察者的舒适感。

发明内容

为了实现高效率的立体图像合成，并达到较好的立体视觉效果，本发明提 出了一种新的光栅式立体显示子像素级立体图像合成方法，合成算法的主要内 容就是将组成各视点图像的RGB子像素按算法逻辑填充到立体图像中去。

本发明与现有技术相比，所生成的立体图像，各视点图像的子像素位置与 立体图像的子像素位置具有对应性，经过立体显示器光栅分光后可得到没有畸 变的立体图像，具有很好的立体视觉效果。

附图说明

图1是本发明立体图像合成算法的流程图。

图2是本发明多视点图像在立体显示器上的划分示意图。

图3是本发明光栅条纹放置示意图。

图4是本发明立体图像子像素填充示意图。

图5是本发明多视点图像子像素在立体图像上的排序示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

本发明的多视点图像合成方法是基于柱面透镜光栅。

其流程图如附图1所示。过程如下：

为了说明方便，定义如下变量：

立体显示器水平分辨率：W；

立体显示器垂直分辨率：H；

视点图像的水平分辨率：Wv；

视点图像的垂直分辨率：Hv；

多视点图像视点数：N；

立体显示器划分区域行数：Nx；

立体显示器划分区域列数：Ny；

立体图像的水平方向目标块数：Wb；

立体图像的垂直方向目标块数：Hb；

(1)获取具有水平视差的多视点图像

多视点图像有几种获取方法。可以通过水平放置等距且对准一个目标的多个 照相机(摄像机)同时拍摄获得；也可以通过一个照相机(摄像机)间隔一定 角度拍摄一个视点的图像，共拍摄合成立体图像需要数目的视点的方式获得； 对于计算机内的3D模型，可以通过前面类似的方式布置虚拟相机获得。

(2)根据多视点图像视点的数目，按行、列将立体显示器划分为与视点数 目相等的区域，并给区域标号